一种锗硅硼外延层生长方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及半导体器件的制造技术，尤其涉及一种锗硅硼(SiGeB)外延层生长方法。
【背景技术】
[0002]目前，半导体制造工业主要在硅衬底的晶片器件面上生长器件，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件结构包括有源区、源极、漏极和栅极，其中，所述有源区位于半导体硅衬底中，所述栅极位于有源区上方，在所述栅极两侧的有源区中进行离子注入以形成源极和漏极，栅极下方具有导电沟道，所述栅极和导电沟道之间有栅极电介质层。根据离子注入的不同类型，分为空穴型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS)和电子型金属氧化物半导体场效应晶体管(NM0S)。
[0003]多年以来，沿着摩尔定律提供的途径，人们一直采用对MOSFET进行等比例微缩来增加器件速度，然而随着MOSFET尺寸的缩小，常规的等比例微缩方法遇到了以短沟道效应为核心的一系列问题。例如，电源电压的等比例缩小在降低动态功耗的同时如何增大驱动电流密度的问题，因此如何提高载流子迁移率(PM0S内的空穴和NMOS内的电子)成为保持MOSFET性能的关键。
[0004]由于无应变的硅衬底中空穴的平均迁移率比电子低三倍，所以提高PMOS导电沟道内的空穴迁移率成为关注的焦点。
[0005]近年来,应变工程技术(strain engineering)被认为是一个将摩尔定律延伸的关键技术之一。所谓应变技术，即通过引入局部单向拉伸或压缩型应力到MOSFET的导电沟道，提升MOSFET的导电沟道内载流子迁移率，从而在栅极电介质层厚度变薄或保持不变的情况下使驱动电流大幅增长，最终提高MOSFET的器件性能。对硅衬底中的导电沟道而言，能够产生局部单向应变的可用结构有SiGe和SiyC1+必须针对PMOS和NMOS分别设计局部单向应变的结构。其中，对PMOS引入压缩型应力增加空穴的迁移率称为局部单向压缩型应变，而对NMOS引入拉伸型应力提高电子的迁移率称为局部单向拉伸应变。
[0006]目前得到应用的应变工程技术主要有:沉积拉伸或压缩型应力的氮化硅(SiN)覆盖层；在浅沟槽隔离(STI)和金属化前电介质(PMD)结构中增加拉伸或压缩型应力的氧化物层，以及锗硅(SiGe)外延层填充刻蚀或升高的源、漏极区域。
[0007]对于先进的CMOS逻辑产品，应变工程技术对器件性能的改进是很重要的。
[0008]在现有技术中，在PMOS源/漏极区域处选择性地外延生长SiGe膜和Si盖膜。在外延生长之前，在PMOS源/漏极区域处，使用干法蚀刻来形成弓形并使用TMAH (四甲基氢氧化铵)蚀刻工艺来形成Σ形轮廓。然而，在SiGe外延生长工艺之后，使用KLA扫描缺陷时，会在多晶硅栅顶部上发现颗粒(表面小丘)，如图1A和图1B中的101和102所分别示出的。
[0009]更具体地，如图2A所示，在TMAH蚀刻工艺之后，在多晶硅的顶部和侧壁上存在一些微小的颗粒201。接下来，如图2B所示，在SiGe工艺之后，在这种微小的硅源上，将生长SiGe膜，从而使微小颗粒201变成大颗粒202。
[0010]多晶硅栅上的这种颗粒的存在将影响其表面光滑性，进而影响器件性能。因此需要一种能够生长没有缺陷的高质量锗硅的方法。
【发明内容】
[0011]有鉴于此，本发明提供一种锗硅硼外延层生长方法，该方法能够减小在SiGe生长期间形成的球缺陷，从而提高所生长的锗硅外延层性能。
[0012]根据本发明的一个方面，提供了一种锗硅硼外延层生长方法，该方法包括:在TMAH蚀刻工艺之后，在沟槽侧壁和缺陷表面上选择性外延生长第一 SiGe层；使用HCl气体蚀刻掉该第一 SiGe层以及多晶硅栅上的缺陷；以及在沟槽内选择性外延生长SiGeB层，填充硅衬底的沟槽。
[0013]优选地，选择性外延生长SiGeB层的步骤进一步包括:在沟槽内生长第二 SiGe层；以及在该第二 SiGe层表面上生长SiGeB层。
[0014]根据本发明的另一个方面，提供了使用本发明的锗硅硼外延层生长方法制成的半导体器件。
[0015]通过使用本发明提供的锗硅硼外延层生长方法，能够去除在TMAH蚀刻工艺之后在多晶硅的顶部和侧壁上存在的微小颗粒，避免在多晶硅栅上出现影响其表面光滑性的颗粒，从而改进了器件性能。
【附图说明】
[0016]通过结合附图阅读以下的详细描述可以更好地理解本发明所公开的示例性实施例，在附图中:
[0017]图1A和图1B示出了在SiGe外延生长工艺之后，使用KLA扫描缺陷时在多晶硅栅顶部上发现的颗粒示意图；
[0018]图2A示出了在TMAH蚀刻工艺之后在多晶硅的顶部和侧壁上存在一些微小的颗粒;
[0019]图2B不出了图2A中的微小颗粒在SiGe工艺之后变成大颗粒；
[0020]图3A-3D示出了根据本发明一个示例性实施例的锗硅硼外延层生长过程中的器件结构剖面图；以及
[0021]图4示出了根据本发明一个示例性实施例的锗硅硼外延层生长方法的流程图。
[0022]为了说明简洁，附图示出一般的构造方式，且省略公知特征和技术的描述和细节，以避免不必要地混淆对本发明所述实施例的讨论。此外，附图中的各要素不一定按比例绘制。举例而言，附图中一些要素的尺寸可能相对于其它要素被放大来帮助改善对本发明各实施例的理解。不同附图中的相同附图标记表示相同要素，而类似附图标记可能但不一定表示类似要素。
【具体实施方式】
[0023]以下参照附图对本发明进行详细说明。应当理解，下面的详细描述本质上仅为示例性的，并且不旨在限制主题事项或应用的实施例以及这些实施例的用途。如本文中所使用的，措辞“示例性”表示“用作示例、实例或解说”。在本文被描述为示例性的任何实现不应被解释成一定优选或优胜于其他实现。并且，没有意图被前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下详细说明中展现的任何表示或隐含的理论所约束。
[0024]在说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果有的话)用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下如此使用的这些术语可互换，例如使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述或所示的其它顺序来操作。类似地，如果本文所述的方法包括一系列步骤，则本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所陈述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其它步骤可被添加到该方法。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变形旨在适用非排他地包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或装置不一定限于那些要素，但可包括未明确列出的或